Studenten TU Eindhoven slaan waterstof op in ijzerballetjes

De studenten hebben een proefopstelling gebouwd: de Steam Iron Reactor One (SIR One). De komende tijd worden testen uitgevoerd en de ambitie is om de komende jaren op te schalen en in 2027 een demo in de haven van Rotterdam te realiseren.

500 kilowattuur
De studenten gaan de komende tijd via de reactor proberen om het proces zo efficiënt  mogelijk te maken door onder meer de levensduur van de ijzerpellets te verlengen. Er liggen al plannen om het huidige systeem op te schalen naar SIR Two, met een opslagcapaciteit die vijftien keer groter is dan het huidige prototype, wat neerkomt op 500 kilowattuur. SIR Two moet de basis leggen voor SIR Three. Het studententeam heeft de ambitie om in 2027 deze demonstratieopstelling neer te zetten in de haven van Rotterdam, waarbij de technologie op industriële schaal bij een relevante eindgebruiker gedemonstreerd moet gaan worden.

Waterstofbatterij
Het systeem slaat de energie van waterstof op via een reactie met ijzeroxide – ook wel bekend als roest – waarbij ijzer en water ontstaan. Het ijzer doet daarbij dienst als opslagmiddel dat eenvoudig vervoerd kan worden. Om vervolgens waterstof te kunnen leveren, moet ijzer in contact worden gebracht met stoom, waarna waterstof en ijzeroxide overblijven. Zo ontstaat een cyclus waarin ijzer als een soort duurzame ‘waterstofbatterij’ fungeert, met de aantekening dat niet de waterstof maar ijzer opgeslagen en getransporteerd wordt.

Volgens de studenten zijn de kleine ijzerballetjes – ook wel ijzerpellets genoemd – een ideale vorm van opslag, vanwege de hoge energiedichtheid. Waterstof wordt nu meestal opgeslagen in tanks onder een druk van 700 bar, om zo de energiedichtheid te verhogen. IJzer heeft een energiedichtheid die vele malen hoger ligt, en kan daardoor tot 3 keer meer energie opslaan per volume dan waterstof onder druk.

Goedkoper alternatief
Via deze techniek probeert studententeam SOLID samen met de partners Metropool Regio Eindhoven, Metalot, RIFT, DNV en de TU Eindhoven een nieuwe manier te ontwikkelen voor het transporteren en opslaan van duurzame energie.

Max Winkel, teammanager van SOLID: ‘Bedrijven in bijvoorbeeld de energie-intensieve industrie willen vaak wel verduurzamen, maar elektrificeren is in veel gevallen geen reële oplossing. Voor hen proberen we een oplossing te ontwikkelen.’ ‘IJzerpellets kunnen bovendien veiliger vervoerd worden dan wanneer het om de losse variant van waterstof gaat’, vult Timme Ter Horst aan, businessmanager bij SOLID. ‘Daardoor zijn de restricties op het gebied van veiligheid ook minder streng voor ijzer dan voor waterstof. Ook is ijzer een van de meestvoorkomende elementen op aarde, waardoor onze technologie in de toekomst een goedkoper alternatief kan bieden voor de grootschalige opslag en distributie van waterstof.’

Waterstofeconomie
Richard van de Sanden, hoogleraar en wetenschappelijk directeur van energieonderzoeksinstituut EIRES, denkt dat de bijdrage van SOLID voor bedrijven interessant kan worden in een echte waterstofeconomie. ‘Deze techniek is niet volledig nieuw, wel kun je stellen dat de techniek terug is van weggeweest. Dat komt omdat ijzer een makkelijk op te slaan en te transporteren medium is. Goed dat SOLID hiermee aan de slag is.’